苯-环己烯-环己烷物系的萃取精馏工艺模拟及优化

《苯-环己烯-环己烷物系的萃取精馏工艺模拟及优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、54天然气化工(C化学与化工)2013年第38卷苯一环己烯一环己烷物系的萃取精馏工艺模拟及优化佟瑞鑫，米万良，乐恺，陆平，白芳，华超(1．北京科技大学机械工程学院，北京100183；2．中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，北京100190)摘要：为了优化操作参数，利用Aspenplus的NRTL热力学模型对以N，N．二甲基乙酰胺为萃取剂的苯一环己烯一环己烷三元物系的萃取精馏分离工艺进行了模拟。确定了第一萃取精馏塔的最佳工艺条件，当此塔采用36块理论板数，原料进料位置在第l2块理论板处，溶剂进料位置在第5块理论板处，回流比为2．33，溶剂比为3．2，

2、溶剂进料温度为65℃时，全塔满足分离工艺要求．塔釜产物环己烯和环己烷的总质量分数小于0．01％，塔釜苯的质量回收率大于99．9％，塔顶产物苯的质量分数小于O．01％，并且能耗得到降低。关键词：萃取精馏；苯；环己烯；环己烷；模拟中图分类号：TQ028．3；TQ231．2文献标识码：A文章编号：1001．9219(2013)06—54-05环己醇、环己酮是生产尼龙6及尼龙66的原为实际工业的生产提供必要的基础数据。1料，也是制备各种乙烯树脂的主要原料．并且被广表1苯、环己烯及环己烷物性参数泛地应用于许多高分子聚合物的溶剂，因此，环己醇、环己酮在有机化工行业、涂料工业

3、等方面都有名称化学式沸点／℃熔点／℃黏度／mPa-s表面lJ长，mN·m。。苯C614680．I5．510．601028．18．着极其重要的作用。随着苯选择加氢制备环己烯【¨、己烯C6H1083．103．4930．65026．54×10‘的不断深入研究。日本旭化成公司[21首次成功地将环己烷C6Hl180．76．47O．88824．38苯部分加氢制环己烯、环己烯水合制环己醇[3-61实现工业化．其主要由3道工序组成：分别是苯部分加表2苯、环己烯及环己烷的共沸数据氢生产环己烯，环己烯和苯以及副产物环己烷的萃沸组成取精馏过程以及环己烯水合生成环己醇的过程。沸物J沸温

4、I~I~C——xt％w1％苯部分加氢反应的生成物中含有环己烯、环己73．1372．13烷以及未反应的苯。苯(BZ)、环己烯(HE)和环己烷苯、环己烯79．6526．8727．87(HA)【7】在常压下属于共沸物系[83，它们有相近的沸55．O153．16苯、环己烷77．54点(物性见表1，共沸数据见表2)，工业中常用共沸44．9946．84精馏和萃取精馏方式进行分离；由于其均属于极性物质较小的物质．故也难以通过共沸精馏来分离。1萃取精馏工艺过程目前工业上通常采用以N．N一二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂的萃取精馏方法[91分离苯一环己烯．1．1流程工艺分析环己烷物

5、系．但当前实际生产工艺中，存在回流比苯一环己烯．环己烷物系的分离工艺包含四个大，溶剂比大，能耗高等问题，因此本文利用化工模塔。分别为第一萃取精馏塔、溶剂回收塔、第二萃取拟软件AspenplusV7．1对该工艺过程进行模拟分精馏塔和溶剂回收塔。第一萃取精馏塔是利用溶剂析和优化，确定最佳工艺操作参数，有效降低能耗，DMAC打破苯．环己烯．环己烷物系间的共沸关系，将苯从环己烯和环己烷中分离出来：溶剂回收塔是利用减压精馏方法分离苯和溶剂。溶剂返回至第一收稿日期：2013—05．25；作者简介：佟瑞鑫(1985一)，男，在读硕萃取精馏塔循环使，F}j；第二萃取精馏塔是利用

6、溶剂士研究生．电箱tongruixin@163．conl；{通讯作者：华超DMAC将环己烯和环己烷分离lIj来；溶剂回收塔是(1976一)，男，博七，剐研究员，主要从事传质分离和资源利的研究．电话010-82544914．电邮huachao@home．ipe．LICl_利减压精馏分离环已烯_卡【J溶剂第6期佟瑞鑫等：苯一环己烯一环己烷物系的萃取精馏工艺模拟及优化55本模拟以第一萃取精馏塔(工艺模拟流程图如拟时，结果达到了分离要求。理论上随着理论板数图1所示)为研究对象，利用化工模拟软件Aspen的增加越易于物系的分离。分离效果越好。但综合plusV7．1进行工艺

7、模拟，以寻求最佳工艺参数。为考虑设备投资、安装和维护以及能耗等多方面的因实际工业生产提供理论指导。素，确定最佳理论塔板数对于降低投资和能耗至关重要。为了考察理论板数对塔分离结果的影响．从而确定最佳理论塔板数，这里仅改变塔内的理论板数进行数值模拟。模拟结果如图2所示。塔顶苯的质量分数和塔釜环己烯和环己烷的质量分数都随着理论板数的增加而减小，同时塔釜苯的回收率随着理论数的增加而增大。当理论板数增加至36块时，塔板数的增加对分离效果的影响不显著．综合考虑分析，最佳理论板数应选取为36块。BI：RadFrac模块；SF：溶剂进料；F：原料进料；D1：塔顶采出物环己烷和环

8、己烯：W：塔底采出物苯和